Đồ án: Đồ án môn học Điện tử công suất pps

§å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸

Đồ án môn học

Điện tử công suất

Giáo viên hướng dẫn: Võ Minh Chính.

Nhóm sinh viên thực hiện:

Đoàn Thị Quỳnh Lan

Vũ Trung Dũng

Nguyễn Tiến Dũng

Đoàn Minh Dung

Mai Sỹ Hùng

1

§å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU..........................................................4

CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN MẠCH LỰC................................................11

CHƯƠNG III: TÍNH CHỌN MẠCH LỰC VÀ MÁY BIẾN ÁP...........................20

CHƯƠNG IV: CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ MẠCH LỰC VÀ CÁC VAN BÁN DẪN

.....................................................................................................................................35

Ta sö dông vi m¹ch LMC6762A/NS víi s¬ ®å nh sau:.............................................42

CHƯƠNG VII: MÔ PHỎNG...................................................................................50

KẾT LUẬN................................................................................................................55

ĐỀ 21

Thiết kế bộ băm xung áp một chiều có đảo chiều (theo nguyên tắc đối

xứng) để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều (kích từ nam châm vĩnh

cửu) với số liệu cho trước như sau:

Phương án

Điện áp lưới

®iÖn (VAC)

Dòng điện

định mức

Điện áp phần

ứng

Phạm vi điều

chỉnh tốc độ

4 127 6A 400V 25:1

2

§å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸

MỞ ĐẦU

Trong nền sản suất hiện đại, máy điện một chiều được coi là một loại máy điện

quan trọng. Nó được dùng làm động cơ điện, máy phát điện hay dùng trong các điều

kiện làm việc khác.

Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy được dùng

nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán

thép, hầm mỏ, giao thông vận tải.

Mặc dù động cơ điện có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp, nhưng

luôn đi kèm với nó là những yêu cầu về điện áp, dòng điện. Chính vì vậy cần một

phương pháp nhằm đáp ứng được những yêu cầu trên.

Điện tử công suất là lĩnh vực kỹ thuật hiện đại, nghiên cứu những ứng dụng các

linh kiện bán dẫn làm việc ở chế độ chuyển mạch vào quá trình biến đổi điện năng.

Hiện nay các thiết bị điện tử công suất chiếm hơn 30% trong số các thiết bị của một xí

nghiệp hiện đại. Nhờ chủ trương mở cửa ngày càng có thêm nhiều xí nghiệp mới, dây

truyền sản xuất mới, đòi hỏi cán bộ kỹ thuật và kỹ sư điện những kiến thức về điện tử

công suất về vi mạch và vi xử lý. Xuất phát từ yêu cầu thực tế và tầm quan trọng của

bộ môn điện tử công suất các thầy cô trong bộ môn điện tử công suất đã cho chúng em

từng bước tiếp xúc với việc thiết kế thông qua đồ án môn học điện tử công suất.

Đối với những sinh viên năm thứ 3, đây là lần đàu tiên tiếp xúc với thực tế.

Chính vì vậy, trong quá trình thực hiện đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót nên

em rất mong sự góp ý của thầy cô và các bạn để đồ án được tốt hơn.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá xí nghiệp

công nghiệp và đăc biệt là thầy giáo ts.Võ Minh Chính tận tình hướng dẫn em hoàn

thành đồ án này.

3

§å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸

CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Trong nền sản xuất hiện nay, động cơ điện Không Đồng Bộ đang chiếm ưu thế

so với động cơ điện một chiều. Đó là do sự ra đời của các máy biến tần, tuy vậy việc

điều chỉnh tốc độ động cơ điện Không Đồng Bộ vẫn còn là việc khó khăn. Do vậy,

động cơ điện một chiều với đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt vẫn còn được dùng nhiều

trong trong các ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ.

Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu về động cơ điện một chiều dưới các góc độ:

• Nguyên lý hoạt động chung.

• Cấu tạo chung.

• Các phương pháp điều chỉnh tốc độ.

• Các chế độ khởi động của động cơ điện một chiều.

I. NGUYÊN LÝ CHUNG

Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên nguyên lý của hiện tượng cảm ứng

điện từ.

Như ta đã biết thanh dẫn có dòng điện đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng lực

từ. Vì vậy khi cho dòng điện một chiều đi vào chổi than A và đi ra ở chổi than B thì

các thanh dẫn sẽ chịu tác dụng của lực từ. Bên cạnh đó do dòng điện chỉ đi vào thanh

dẫn nằm dưới cực N và đi ra ở các thanh dẫn chỉ nằm trên cực S nên dưới tác dụng của

từ trường lên các thanh dẫn sẽ sinh ra mô men có chiều không đổi và làm cho roto của

máy quay.

4

I

§å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸

Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch điện phần ứng

và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập với nhau, lúc này động cơ được

gọi là động cơ kích từ độc lập.

Để tiến hành mở máy, đặt mạch kích từ vào nguồn Ukt, dây cuốn kích từ sinh ra

từ thông Φ. Trong tất cả các trường hợp, khi mở máy bao giờ cũng phải đảm bảo có

Φmax tức là phải giảm điện trở của mạch kích từ Rkt đến nhỏ nhất có thể. Cũng cần đảm

bảo không xảy ra đứt mạch kích thích vì khi đó Φ = 0, M = 0, động cơ sẽ không quay

được, do đó Eư = 0 và theo biểu thức U = Eư + RưIư thì dòng điện Iư sẽ rất lớn làm

cháy động cơ. Nếu mômen do động cơ điện sinh ra lớn hơn mômen cản (M > Mc) rôto

bắt đầu quay và suất điện động Eư sẽ tăng lên tỉ lệ với tốc độ quay n. Do sự xuất hiện

và tăng lên của Eư, dòng điện Iư sẽ giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm hơn.

II. CẤU TẠO CHUNG.

Động cơ điện một chiều bao gồm hai phần chính là:

• Phần tĩnh: Stato.

• Phần quay: Roto.

1. STATO.

Đây là phần đứng yên của máy. Phần tĩnh bao gồm các bộ phận sau: cực từ

chính, cực từ phụ, gông từ và các bộ phận khác.

a. Cực từ chính.

Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng

ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ được làm bằng các lá thép KTĐ hay thép cácbon

dày 0.5 đến 1 mm ép lại và tán chặt.

Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều

được bọc cách điện thành một khối và tẩm sơn cách điện trước khi đặt lên trên các cực

từ. Các cuộn dây này được nối nối tiếp với nhau.

b. Cực từ phụ.

Cực từ phụ được đặt giữa các cực tù chính và dùng để cải thiện đổi chiều. Lõi

thép của cực tù phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây

5